Reverse-Engineering einer Computertastatur

23.05.2013 yahe hardware legacy

Nachdem ich gestern calc.pw vorgestellt habe, möchte ich euch gern einweihen, wie es mit dem Projekt langfristig weitergehen soll. Ich möchte, dass calc.pw Bestandteil einer normalen Computertastatur wird. Um erste Erfahrungen zu sammeln, habe ich damit begonnen, eine alte Computertastatur auseinander gebaut, um mir anzusehen, wie es da drin überhaupt aussieht.

Darin gefunden habe ich zum einen die Tastenmechanik (für uns erst einmal uninteressant), eine Tastenmatrix und einen kleinen Controller mit Kontaktflächen. Die letzten beiden sind das wirklich interessante. Die Tastenmatrix besteht aus 3 Lagen Plastik: eine Lage für die Erdung (GND), eine Zwischenschicht (damit die Leiterbahnen sich nicht berühren und Kurzschlüsse verursachen). sowie eine Lage für den Stromanschluss (VCC). Nur an den Stellen, an denen sich Tasten befinden, hat die Zwischenschicht eine Öffnung. Drückt man an dieser Stelle eine Taste, werden die GND-Matte und die VCC-Matte an dieser Stelle aneinander gedrückt. Schon fließt Strom, was vom Controller ausgewertet werden kann.

Dadurch, dass es nicht nur eine GND-Leiterbahn und eine VCC-Leiterbahn gibt, sondern mehrere, kann der Tastaturcontroller jede einzelne Taste auf ihren Status hin abprüfen. So ergibt sich eine einfache Matrix, die z.B. sagt "Ist GND-Leitung X aktiv und ist VCC-Leitung Y aktiv und fließt Strom, dann handelt es sich um die A-Taste". Das ganze kann man auch mit einfachen Drähten simulieren.

So weit, so einfach. Würde man also einen eigenen Controller entwickeln wollen, müsste man sich angucken, welche Leiterkombination auf der Tastenmatrix welche Taste darstellt. Anschließend würde man einfach durch alle Leiterkombinationen durchgehen und prüfen, ob tatsächlich Strom fließt. Leider gibt es an einer ganz anderen Stelle ein Problem. Denn irgendwie muss ich die Tastaturmatrix mit meinem Microcontroller verbinden, um sie ansprechen zu können. Mein Versuch, einfach Kabel anzulöten, schlug leider gründlich fehl. Dadurch, dass es sich um einfaches Plastik handelt, schmilzt es unter der Hitze einfach und zerstört dabei die aufgedruckte Leiterbahn.

Aus diesem Grund habe ich mich auf die Suche nach Alternativen gemacht. Gefunden habe ich elektrisch leitende Klebstoffe, auch bekannt als Leitkleber. Darüber hinaus bin ich auf das Produkt Polytec PU 1000 aufmerksam geworden. Dabei handelt es sich um einen Einkomponentenklebstoff auf Polyurethan-Basis, der bei Zimmertemperatur aushärtet. Ich habe jetzt einfach mal beim Hersteller angefragt, ob das Produkt mein Problem lösen könnte und wo ich das Zeug herkriege.